مقالات, مقالات استنلس استیل, مقالات ورق استیل
شناخت آلیاژها و انواع ورق استیل نسوز
اردیبهشت
آلیاژهای استیل نسوز تحمل دمایی بالایی داشته و به همین جهت کاربردهای خاصی در صنایع مختلف دارند. آلیاژهای استنلس استیل که به مقاومت به خوردگی شناخته میشوند، تحمل دمایی نسبتاً بالایی نیز از خود نشان می‌دهند که همین خصوصیات باعث توجه بیشتر صنایع به این آلیاژها شده است. انواع ورق استیل نسوز را می‌توان در ساخت کوره‌ها، مبدل‌های حرارتی و اجزای آن‌ها و صنایعی مانند نفت و گاز، سیمان، سرامیک و … استفاده کرد. در این مقاله از استیل رخ قصد داریم آلیاژهای استیل نسوز را بیشتر به شما معرفی کنیم و ویژگی‌های آن‌ها را برای شما شرح دهیم.
آلیاژ ورق استیل نسوز چیست؟
همانطور که گفتیم آلیاژهای استیل نسوز، آلیاژهایی هستند که مقاومت خوبی در برابر حرارت دارند. این گریدها در دسته فولادهای آلیاژی قرار می‌گیرند که دارای عناصری مثل کروم، نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و … به عنوان عناصر آلیاژی هستند. علت مقاومت به خوردگی گریدهای مختلف استنلس استیل، وجود حداقل 10.5% کروم در ترکیب این آلیاژها است. کروم در استیل با تشکیل یک لایه اکسیدی غیر فعال که مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد، از سطح استیل در برابر خوردگی محافظت می‌کند.
انواع ورق استیل نسوز
آلیاژهای استیل نسوز، هر کدام بنا به ساختار و ترکیب شیمیایی، محدوده مقاومت مختلفی در برابر حرارت دارند. عوامل متعددی بر میزان مقاومت استیل تاثیر گذار است. تغییر در میزان عناصر آلیاژی می‌تواند ساختار استیل را تغییردهد. بر این اساس، آلیاژهای استیل با ساختارهای آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، رسوب سخت شونده و دوفازی یا داپلکس، به این 5 دسته تقسیم میشوند. هرکدام از این دسته آلیاژها دارای ویژگی‌های خاص خود هستند.
ویژگی ورق های استیل نسوز
مهم‌ترین ویژگی ورق استیل نسوز، مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون بسیار خوب آن‌ها در دماهای بالاست. آلیاژهای استیل نسوز می‌توانند در دمای بالا، علاوه بر مقاومت به خوردگی، استحکام و خواص مکانیکی خود را نیز تا حدود بسیار زیادی حفظ کنند. برخی از این گریدها دارای مقاومت به خزش بسیار خوبی هستند. خزش زمانی اتفاق می‌افتد که مواد در دمای بالا تحت تنش قرار بگیرند. در دمای بالا استحکام فلزات بنا به دلیل ساختاری، کاهش پیدا می‌کند. از طرفی، در برخی از صنایع استحکام در دمای بالا اهمیت بسیار زیادی پیدا می‌کند. به عنوان نمونه، مقاومت در برابر خزش برای ساخت اجزای توربین ، موتور جت‌ها و … اهمیت بسیار زیادی دارد.
ویژگی‌های فنی گریدهای استیل، مانند مقاومت در برابر خوردگی، استحکام، زیبایی ظاهری، کارپذیری، جوش پذیری و … بنا به ساختار و ترکیبات شیمیایی در گریدهای مختلف استیل متفاوت است. پس آلیاژهای مختلف استیل نسوز محدوده و مقادیر متفاوتی از این ویژگی‌ها را پوشش می‌دهند. طراحان و صنعتگران نیز بنا به نیازهای خود و محدوده دمای عملیاتی، گریدهای مناسب را انتخاب می‌کنند.
ترکیبات شیمیایی ورق استیل نسوز
دو عنصر کروم و نیکل از اصلی‌ترین عناصر برای تولید ورق استیل نسوز هستند. کروم می‌تواند مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون را بهبود بخشد. مکانیزم آن نیز همانگونه که گفته شد، تشکیل یک لایه اکسید مقاوم در برابر خوردگی است. عنصر نیکل نیز در ساختار استیل سبب بهبود شکل پذیری میشود. نیکل سبب پایداری فاز آستنیت در استیل میشود. آستنیت یک فاز با ساختار کریستالی BCC است که دارای شکل پذیری بسیار خوبی است. در ترکیب شیمیایی آلیاژهای استیل نسوز، عناصر دیگری نیز مانند کبالت، تنگستن، منگنز و .. نیز وجود دارند که هرکدام تاثیر خاصی بر خواص استیل می‌گذارند.
در صورت تمایل برای آشنایی با استیل نسوز 314، مطلب آن را در بلاگ استیل رخ مطالعه کنید.
گریدهای متداول ورق استیل نسوز
گریدهای مختلف استیل نسوز دارای تاب‌آوری مختلفی در برابر حرارت هستند. انتخاب گرید مناسب برای هر کاربری، با توجه به شرایط کاری و دمای عملیاتی آن تعیین میشود. میزان مقاومت، تماس با مواد خورنده، میزان تنش وارده بر قطعه و … از جمله عوامل تعیین کننده هستند. اما برخی گریدها کاربرد بیشتری دارند و در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این شرایط کاری نیز اهمیت بسیار زیادی در تاب‌آوری و تحمل در برابر حرارت دارد. در شرایط ثابت و متناوب تحمل دمایی استیل متفاوت است و در انتخاب آلیاژ نسوز، باید این مورد را در نظر گرفت. گریدهایی که در ادامه معرفی میشوند از دسته این آلیاژها هستند:
ورق استیل 310 (حدود 1035 تا 1150 درجه سانتی‌گراد)
ورق استیل 321 (حدود 870 تا 925 درجه سانتی‌گراد)
ورق استیل 309 (حدود 980 تا 1095 درجه سانتی‌گراد)
ورق استیل 314 (حدود 1035 تا 1204 درجه سانتی‌گراد)
ورق استیل 304 (حدود 870 تا 925 درجه سانتی‌گراد)
ورق استیل 420 (حدود 735 تا 620 درجه سانتی‌گراد)
در میان آلیاژهای نسوز استیل، استیل 309، استیل 310 ، استیل 310S ، استیل 314 یا 1.4841 دارای بیشترین مقاومت در برابر حرارت هستند. در شرایطی که نیاز به تحمل دمایی بالاتر باشد، باید از آلیاژهای مقاوم‌تر استفاده کرد. آلیاژهای پایه نیکل مانند اینکونل‌ها مقاومت حرارتی و خزشی بسیار خوبی دارند و از آن‌ها اغلب برای ساخت پره‌های موتور جت‌ها استفاده میشود. از این گریدهای استیل در ساخت فیکسچرهای عملیات حرارتی نیز استفاده میشود.
خصوصیات فیزیکی ورق استیل نسوز
مانند سایر گریدهای استیل، برخی از ویژگی‌ها در آلیاژها استیل نسوز نیز قابل مشاهده است. چرا که این ویژگی‌ها با تغییرات جزئی در ترکیب شیمیایی تغییر نمی‌کنند و یا تغییرات آن‌ها بسیار اندک است. برای مثال می‌توان گفت، ورق استیل نسوز نیز مانند سایر گریدهای استیل می‌تواند در درجات مختلف پرداخت شود. از پرداخت‌های مات تا پرداخت‌های آینه‌ای و صیقلی را می‌توان برای ورق استیل نسوز انجام داد.
قابلیت‌های استیل نسوز
گریدهای مختلف ورق استیل نسوز دارای قابلیت جوشکاری و شکل پذیری خوبی هستند. علت آن نیز پایین بودن میزان کربن و بالا بودن محتوای نیکل در آن‌هاست. این گریدها را می‌توان توسط فرآیندهای مختلف جوشکاری، جوش داد. شکل پذیری این آلیاژها نیز به دلیل ساختار آستنیتی و نیکل، که پایدار کننده فاز آستنیت است، بسیار خوب است. باید توجه داشت که در محیط‌های حاوی کربن در دمای بالا، ممکن است سطح آن‌ها تا ضخامت اندکی کربوره شود و ویژگی‌ها و خواص مکانیکی استیل نسوز تغییراتی داشته باشد.
بیشتر بخوانید: علت استفاده از منگنز در استیل ضد زنگ
سخن آخر
انواع ورق استیل نسوز از جمله محصولات پرکاربرد در صنعت هستند که می‌توانند در دماهای بالا مقاومت به اکسیداسیون و استحکام خود را حفظ کنند. این آلیاژها در صنایع فراوری مواد معدنی، سیمان، سرامیک، نفت و گاز و موارد مختلفی مانند کوره سازی، ساخت موتورهای جت، دیسک ترمزها، یاتاقان‌ها و … مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنا به محیط کاری و محدوده دمایی مورد نیاز، می‌توان از گریدهای ورق استیل 310، ورق استیل 314 یا 1.4841 ، ورق استیل 309 و ورق استیل 321 که از جمله پرکاربردترین گریدها هستند استفاده کرد.
